CN102061120A - 复合型隔热粉末涂料及其制备方法 - Google Patents

复合型隔热粉末涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合型隔热粉末涂料及其制备方法，该粉末涂料由隔热底涂层和装饰面涂层组成。本发明制备的用于铝合金型材(门窗)的复合型隔热粉末涂料节能环保，热导率低，附着力和耐侯性好，且生产工艺简便，应用前景广阔。

Description

复合型隔热粉末涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合型隔热粉末涂料及其制备方法。
背景技术
铝合金型材制作的门窗由于具有采光好、重量轻、美观、型材再利用率高等特点而受到人们的青睐。目前市场上铝合金门窗用量占门窗总用量的55％，成为门窗行业的主流产品。但是铝合金型材的热导率高达203 w/m·k，所制作的铝合金门窗隔热效果差，导致室内空调的能耗高，因此如何提高铝合金型材(门窗)的隔热保温性能成为当前研究的热点。
粉末涂料具有生态环保、优良涂膜性能、经济、高生产效率等优点，在各种涂料品种中发展速度最快。用作铝合金型材的涂层它一直起着装饰和防腐的作用，但要提高铝合金型材(门窗)的隔热保温性能，就需要在粉末涂料配方中加入大量的功能性隔热填料。环氧树脂粉末涂料和环氧/聚酯粉末涂料对铝合金型底材的附着力非常好，不需要涂底漆，可是由于环氧树脂分子结构的原因它不能用于户外使用的产品。纯聚酯粉末涂料虽然是我国产量最大、用途最广的耐候性粉末涂料，但是涂料中的填料量不能过高，否则会影响涂膜的附着力。因此，单纯使用环氧树脂粉末涂料或高填料量的纯聚酯树脂粉末涂料作为铝合金型材(门窗)的涂层是不能同时满足隔热和物理机械性能上的要求。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种复合型隔热粉末涂料，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的目的之二在于提供该粉末涂料的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种复合型隔热粉末涂料，该粉末涂料由隔热底涂层和装饰面涂层组成，其特征在于所述的隔热底涂层的组成及质量份为：
成膜物质                               54～62；
固化剂                               0.1～4.2；
流平剂                                    0.5；
脱气剂                                    0.3；
填料                                   60～70；
空心微珠                               22～26；
所述的装饰面涂层的组成及质量份为：
成膜物质                              100；
固化剂                           3.5～7.7；
流平剂                                1.8；
光亮剂                                1.8；
脱气剂                                1.5；
填料                               67～71。
上述的成膜物质为环氧树脂或聚酯树脂。
上述的固化剂是双氰胺类、取代双氰胺、2-甲基咪唑、癸二酸二酰肼、异氰脲酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺。
上述的流平剂是聚丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯或聚硅氧烷。
上述的脱气剂是苯偶姻。
上述的光亮剂是丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
上述的填料是钛白粉、硫酸钡、云母粉、氧化锌、珍珠岩和二氧化硅中的至少一种。
上述的空心微珠是空心陶瓷微珠、电厂漂珠或空心玻璃微珠。
一种制备上述的复合型隔热粉末涂料的方法，其特征在于所述的隔热底涂层和装饰面涂层的方法的具体步骤为：将各组分在混合机中混合10～15min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为105～115℃，出料段温度为115～125℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即为所需的粉末涂料。
本发明制备的用于铝合金型材(门窗)的复合型隔热粉末涂料节能环保，热导率低，附着力和耐侯性好，且生产工艺简便，应用前景广阔。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但并不局限于此。
对比例（单层粉末涂料）
1. 隔热粉末涂料的组分和用量如下：
聚酯树脂                                 100克；
TGIC                                     7.7克；
GLP788                                   1.8克；
BLC701                                   1.8克；
安息香                                   1.5克；
钛白粉                                    21克；
硫酸钡                                    22克；
二氧化硅                                  28克；
空心玻璃微珠                              22克。
按配方将隔热粉末涂料的成膜物质、固化剂、流平剂、光亮剂、脱气剂和填料在混合机中混合10min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为112℃，出料段温度为120℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即得到所需的粉末涂料。测试前还需将22克空心玻璃微珠与粉末涂料混合。
2. 热导率的测定
把制备好的粉末涂料倒入长度×宽度×厚度分别为100mm×50mm×8mm的模具中，然后倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后取出试样于室温下放置24小时，采用QTM-D2快速热传导测定仪测量试样的热导率。
3. 隔热涂层干附着性和加速耐候性试验
粉末涂料喷涂前，按GB 9271-88 对试验铝板进行表面预处理。把表面处理好的试验铝板挂在喷粉柜中，用喷枪进行高压静电喷涂膜厚为260μm的隔热粉末涂料，将喷涂好隔热粉末涂料的试验铝板倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后试验铝板于室温下放置24小时，根据GB/T 5237.4-2008进行涂层的干附着性和加速耐候性试验。对比例中所得粉末涂料的热导率及物理性能见表1。
实施例1
1. 复合型隔热粉末涂料的组分和用量如下：
1）隔热底涂层的组分和用量如下：
环氧树脂                               56克；
双氰胺                                2.6克；
2-甲基咪唑                            0.1克；
GLP788                                0.5克；
安息香                                0.3克；
钛白粉                                 16克；
硫酸钡                                 12克；
珍珠岩                                 16克；
云母粉                                 26克；
空心玻璃微珠                           25克。
2）装饰面涂层的组分和用量如下：
聚酯树脂                              100克；
TGIC                                  7.6克；
GLP788                                1.8克；
BLC701                                1.8克；
安息香                                1.5克；
钛白粉                                 26克；
硫酸钡                                 22克；
氧化锌                                 22克。
按配方分别将隔热底涂层和装饰面涂层的成膜物质、固化剂、流平剂、光亮剂、脱气剂和填料在混合机中混合15min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为110℃，出料段温度为115℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即得到所需的粉末涂料。对于隔热底涂层而言，还需将配方中的25克空心玻璃微珠与粉末涂料混合后方可进行性能测试。
2. 热导率的测定
把制备好的粉末涂料倒入长度×宽度×厚度分别为100mm×50mm×8mm的模具中：隔热底涂层的厚度为6.1mm，装饰面涂层的厚度为1.9mm。然后倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后取出试样于室温下放置24小时，采用QTM-D2快速热传导测定仪测量试样的热导率。
3. 复合涂层干附着性和加速耐候性试验
粉末涂料喷涂前，按GB 9271-88 对试验铝板进行表面预处理。把表面处理好的试验铝板挂在喷粉柜中，用喷枪进行高压静电喷涂：先喷涂膜厚为190μm的隔热底涂层，然后喷涂膜厚为70μm的装饰面涂层。将喷涂好隔热粉末涂料的试验铝板倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后试验铝板于室温下放置24小时，根据GB/T 5237.4-2008进行涂层的干附着性和加速耐候性试验。
实施例2
1. 复合型隔热粉末涂料的组分和用量如下：
1）隔热底涂层的组分和用量如下：
环氧树脂                               54克；
取代双氰胺                            3.2克；
GLP788                                0.5克；
安息香                                0.3克；
钛白粉                                 12克；
硫酸钡                                 20克；
珍珠岩                                 14克；
云母粉                                 20克；
电厂漂珠                               22克。
2）装饰面涂层的组分和用量如下：
聚酯树脂                              100克；
T105                                  3.5克；
GLP788                                1.8克；
BLC701                                1.8克；
安息香                                1.5克；
钛白粉                                 20克；
硫酸钡                                 22克；
二氧化硅                               25克。
按配方分别将隔热底涂层和装饰面涂层的成膜物质、固化剂、流平剂、光亮剂、脱气剂和填料在混合机中混合10min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为115℃，出料段温度为125℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即得到所需的粉末涂料。对于隔热底涂层而言，还需将配方中的22克电厂漂珠与粉末涂料混合后方可进行性能测试。
2. 热导率的测定
把制备好的粉末涂料倒入长度×宽度×厚度分别为100mm×50mm×8mm的模具中：隔热底涂层的厚度为6.1mm，装饰面涂层的厚度为1.9mm。然后倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后取出试样于室温下放置24小时，采用QTM-D2快速热传导测定仪测量试样的热导率。
3. 复合涂层干附着性和加速耐候性试验
粉末涂料喷涂前，按GB 9271-88 对试验铝板进行表面预处理。把表面处理好的试验铝板挂在喷粉柜中，用喷枪进行高压静电喷涂：先喷涂膜厚为190μm的隔热底涂层，然后喷涂膜厚为70μm的装饰面涂层。将喷涂好隔热粉末涂料的试验铝板倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后试验铝板于室温下放置24小时，根据GB/T 5237.4-2008进行涂层的干附着性和加速耐候性试验。
实施例3
1. 复合型隔热粉末涂料的组分和用量如下：
1）隔热底涂层的组分和用量如下：
环氧树脂                               53克；
癸二酸二酰肼                          4.2克；
GLP788                                0.5克；
安息香                                0.3克；
钛白粉                                 18克；
硫酸钡                                 20克；
珍珠岩                                 12克；
云母粉                                 16克；
空心陶瓷微珠                           26克。
2）装饰面涂层的组分和用量如下：
聚酯树脂                              100克；
T105                                  6.0克；
GLP788                                1.8克；
BLC701                                1.8克；
安息香                                1.5克；
钛白粉                                 20克；
硫酸钡                                 18克；
氧化锌                                 32克。
按配方分别将隔热底涂层和装饰面涂层的成膜物质、固化剂、流平剂、光亮剂、脱气剂和填料在混合机中混合12min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为100℃，出料段温度为115℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即得到所需的粉末涂料。对于隔热底涂层而言，还需将配方中的26克空心陶瓷微珠与粉末涂料混合后方可进行性能测试。
2. 热导率的测定
把制备好的粉末涂料倒入长度×宽度×厚度分别为100mm×50mm×8mm的模具中：隔热底涂层的厚度为6.1mm，装饰面涂层的厚度为1.9mm。然后倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后取出试样于室温下放置24小时，采用QTM-D2快速热传导测定仪测量试样的热导率。
3. 复合涂层干附着性和加速耐候性试验
粉末涂料喷涂前，按GB 9271-88 对试验铝板进行表面预处理。把表面处理好的试验铝板挂在喷粉柜中，用喷枪进行高压静电喷涂：先喷涂膜厚为190μm的隔热底涂层，然后喷涂膜厚为70μm的装饰面涂层。将喷涂好隔热粉末涂料的试验铝板倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后试验铝板于室温下放置24小时，根据GB/T 5237.4-2008进行涂层的干附着性和加速耐候性试验。
实施例4
1. 复合型隔热粉末涂料的组分和用量如下：
1）隔热底涂层的组分和用量如下：
环氧树脂                               62克；
双氰胺                                2.6克；
2-甲基咪唑                            0.1克；
GLP788                                0.5克；
安息香                                0.3克；
钛白粉                                 16克；
硫酸钡                                 18克；
珍珠岩                                 10克；
云母粉                                 16克；
空心玻璃微珠                           25克。
2）装饰面涂层的组分和用量如下：
聚酯树脂                              100克；
TGIC                                  7.7克；
GLP788                                1.8克；
BLC701                                1.8克；
安息香                                1.5克；
钛白粉                                 21克；
硫酸钡                                 22克；
二氧化硅                               28克。
按配方分别将隔热底涂层和装饰面涂层的成膜物质、固化剂、流平剂、光亮剂、脱气剂和填料在混合机中混合10min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为112℃，出料段温度为120℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即得到所需的粉末涂料。对于隔热底涂层而言，还需将配方中的25克空心玻璃微珠与粉末涂料混合后方可进行性能测试。
2. 热导率的测定
把制备好的粉末涂料倒入长度×宽度×厚度分别为100mm×50mm×8mm的模具中：隔热底涂层的厚度为6.1mm，装饰面涂层的厚度为1.9mm。然后倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后取出试样于室温下放置24小时，采用QTM-D2快速热传导测定仪测量试样的热导率。
3. 复合涂层干附着性和加速耐候性试验
粉末涂料喷涂前，按GB 9271-88 对试验铝板进行表面预处理。把表面处理好的试验铝板挂在喷粉柜中，用喷枪进行高压静电喷涂：先喷涂膜厚为190μm的隔热底涂层，然后喷涂膜厚为70μm的装饰面涂层。将喷涂好隔热粉末涂料的试验铝板倒入鼓风干燥箱中进行固化，固化温度为200℃，固化时间为10min，固化后试验铝板于室温下放置24小时，根据GB/T 5237.4-2008进行涂层的干附着性和加速耐候性试验。
以上各实施例中所得粉末涂料的热导率及物理性能见表1。
表1粉末涂料的热导率及物理性能
实施例 附着力/级 人工加速老化/1000h 热导率/( w/m·k)
对比例 3 通过 0.1048
实施例1 0 通过 0.0815
实施例2 0 通过 0.0931
实施例3 0 通过 0.0873
实施例4 0 通过 0.0969

Claims (9)

1.一种复合型隔热粉末涂料，该粉末涂料由隔热底涂层和装饰面涂层组成，其特征在于所述的隔热底涂层的组成及质量份为：
成膜物质                               54～62；
固化剂                               0.1～4.2；
流平剂                                    0.5；
脱气剂                                    0.3；
填料                                   60～70；
空心微珠                               22～26；
所述的装饰面涂层的组成及质量份为：
成膜物质                              100；
固化剂                           3.5～7.7；
流平剂                                1.8；
光亮剂                                1.8；
脱气剂                                1.5；
填料                               67～71。
2.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的成膜物质为环氧树脂或聚酯树脂。
3.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的固化剂是双氰胺类、取代双氰胺、2-甲基咪唑、癸二酸二酰肼、异氰脲酸三缩水甘油酯或羟烷基酰胺。
4.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的流平剂是聚丙烯酸酯、含硅丙烯酸酯或聚硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的脱气剂是苯偶姻。
6.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的光亮剂是丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的共聚物。
7.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的填料是钛白粉、硫酸钡、云母粉、氧化锌、珍珠岩和二氧化硅中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的复合型隔热粉末涂料，其特征在于所述的空心微珠是空心陶瓷微珠、电厂漂珠或空心玻璃微珠。
9.一种制备根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的复合型隔热粉末涂料的方法，其特征在于所述的隔热底涂层和装饰面涂层的方法的具体步骤为：将各组分在混合机中混合10～15min，然后送入双螺杆熔融混合挤出机，挤出机送料段温度为105～115℃，出料段温度为115～125℃，出料后，冷却至室温，再进行粉碎、收集粒度200目以上通过的粉料，即为所需的粉末涂料。
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